Stałoprądowy model Shichman’a-Hodges’a tranzystora MOS w programie SPICE

Abstract

W pracy dokonano oceny dokładności wbudowanego w programie SPICE modelu Shichman’a-Hodges’a (S-H) i prezentacji jego podstawowych własności. Porównano charakterystyki obliczone z katalogowymi i pomierzonymi charakterystykami rzeczywistego tranzystora MOS. Zwrócono szczególną uwagę na poprawność opisu wpływu temperatury na charakterystyki tranzystora MOS. Dokonano korekty doboru wartości wybranych parametrów modelu. Wyniki obliczeń porównano z wynikami pomiarów.
Autor: Damian BISEWSKI

1. WSTĘP

Bardzo szybki rozwój technologii unipolarnej powoduje, że elementy wykonane w tej technologii zajmują znaczącą pozycję w elektronice. Dominujące miejsce pośród dostępnych elementów półprzewodnikowych zajmują tranzystory MOS (metal-oxide-semiconductor). W procesie projektowania wykorzystuje się coraz częściej wspomaganie komputerowe. Symulacyjne badanie poprawności układu pozwala na obniżenie kosztów jego wytworzenia. Dla omawianych przyrządów półprzewodniko-wych sformułowano szczególnie dużo typów modeli różniących się dokładnością i stopniem złożoności opisu matematycznego, przeznaczonych dla konkretnych programów komputerowych. Obecnie jednym z najpopularniejszych narzędzi do symulacji układów elektronicznych jest program SPICE, zawierający w swej strukturze wbudowane modele tranzystora MOS. Model Shichman’a-Hodges’a (Level = 1) [1-3, 5, 7, 8] jest modelem najprostszym, co pozwala na szybkie i wygodne, z uwagi na małą liczbę parametrów, przeprowadzanie obliczeń. Rozważany model jest często wykorzystywany przez producentów tranzystorów MOS do konstrukcji makromodeli firmowych [9].